某小船在静水中的速度为4.0 m/s,要渡过宽度为120 m、水流速度为5.0 m/s的河流。下列说法正确的是
A. 因为船速小于水速,所以船不能渡过此河
B. 若船渡河过程中水流速度变小,则渡河时间将变长
C. 若船渡河所用的时间为30 s,则渡河位移为120 m
D. 船渡河的最小位移为150 m
如图,ae、dg为两根相互平行、水平放置的金属导轨,其ad端接一个阻值为R的定值电阻。边长为L的正方形abcd区域内有一个竖直向下的匀强磁场B1,B1随时间均匀增大。ef、fg为二根金属棒,交点f处绝缘不导通。efg构成一个等边三角形,处在另一水平匀强磁场中,磁感应强度大小为B2。金属棒MN垂直导轨ae、dg放置在eg位置处,从t=0时刻起,在一个垂直金属棒的外力F作用下向右做速率为v的匀速直线运动,回路内产生的感应电流为I。已知金属棒的质量为m,电阻不计,与efg导轨的动摩擦因数为μ。重力加速度为g。求:
(1)B1随时间均匀增大的变化率;
(2)外力F随时间t变化的表达式;
(3)导体棒运动到最右端f点的过程中,回路内摩擦产生的热量Q。
万有引力和库仑力有类似的规律,有很多可以类比的地方。已知引力常量为G,静电力常量为k。
(1)用定义静电场强度的方法来定义与质量为M的质点相距r处的引力场强度EG的表达式;
(2)质量为m、电荷量为e的电子在库仑力的作用下以速度v绕位于圆心的原子核做匀速圆周运动,该模型与太阳系内行星绕太阳运转相似,被称为“行星模型”,如图甲。已知在一段时间内,电子走过的弧长为s,其速度方向改变的角度为θ(弧度)。求出原子核的电荷量Q;
(3)如图乙,用一根蚕丝悬挂一个金属小球,质量为m,电荷量为﹣q。悬点下方固定一个绝缘的电荷量为+Q的金属大球,蚕丝长为L,两金属球球心间距离为R。小球受到电荷间引力作用在竖直平面内做小幅振动。不计两球间万有引力,求出小球在库仑力作用下的振动周期。
如图,一质量m=1kg的小物块,以v0=3m/s的初速度,在与斜面成某一角度的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B两点间的距离L=10m。已知斜面倾角α=37°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块加速度的大小;
(2)使拉力F取到最小值,F与斜面的夹角β以及F的最小值;
(3)使拉力F取到最小值,F在2s内的平均功率。
图中的竖直圆筒固定不动,粗筒横截面积是细筒的4倍,细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气,气柱长l=20cm。活塞A上方的水银深H=10cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计。大气压强p0=75cmHg。用外力F竖直向上托住活塞B,使之处于静止状态。水银面与粗筒上端相平。现缓慢升高温度,直至水银的一半进入细筒中,求:
(1)此时外力F与初始时外力F的比值;
(2)此时气体的温度与初始温度的比值。
不同的金属材料其导电性能不同,我们可以用电导G(单位:西门子S)来衡量。
(1)为了得到金属铜导线的电导G与哪些因素有关,在控制实验室温度不变的条件下,某组同学进行了实验。将实验数据汇总如下:
导线直径d(mm) | 1 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 |
导线长度l(cm) | 10 | 10 | 10 | 20 | 30 | 40 |
电导G(S) | 468 | 1875 | 4219 | 937 | 625 | 468 |
根据表中数据可得,电导G与_____成正比,与_____成反比;
(2)为了测量不同金属的导电性能,该组同学采用直径为1mm、长度为10cm的不同金属导线进行了进一步测量,数据汇总如下:
金属 | 铜 | 铝 | 铁 | 钨 |
电导G(S) | 468 | 300 | 86 | 136 |
导线两端电压U(V) | 1.07×10﹣3 | 3.33×10﹣3 | 0.017 | 0.015 |
流过导线电流I(A) | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 |
根据表中数据可得,电导G与电压U、电流I的关系式为:_____。四种金属中,金属_____的导电性能最差。